目前BMS架構(gòu)主要分為集中式架構(gòu)和分布式架構(gòu)。集中式BMS將所有電芯統(tǒng)一用一個BMS硬件采集,適用于電芯少的場景。集中式BMS具有成本低、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高的優(yōu)點,一般常見于容量低、總壓低、電池系統(tǒng)體積小的場景中,如電動工具、機器人(搬運機器人、助力機器人)、IOT智能家居(掃地機器人、電動吸塵器)、電動叉車、電動低速車(電動自行車、電動摩托、電動觀光車、電動巡邏車、電動高爾夫球車等)、輕混合動力汽車。目前行業(yè)內(nèi)分布式BMS的各種術(shù)語五花八門,不同的公司,不同的叫法。動力電池BMS大多是主從兩層架構(gòu)。儲能BMS則因為電池組規(guī)模較大,多數(shù)都是三層架構(gòu),在從控、主控之上,還有一層總控。 BMS硬件保護板的主要功能包括幾個方面。如何BMS電池管理系統(tǒng)云平臺設(shè)計
電池管理系統(tǒng)(BMS)的主要職責(zé)包括監(jiān)控、保護和優(yōu)化電池性能。硬件BMS保護板指的是完全基于硬件實現(xiàn)的電池管理系統(tǒng),其設(shè)計注重電路和傳感器等硬件組件的整合。與之相對,軟件保護板BMS則采用嵌入式軟件實現(xiàn)電池管理系統(tǒng)的一種方式。與硬件版相比,軟件版更注重算法、控制邏輯和數(shù)據(jù)處理方面的優(yōu)化。在選擇硬件或軟件BMS保護板時,需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求和預(yù)算來做出權(quán)衡。如果是對基本功能的要求較高,且成本預(yù)算較為有限,BMS硬件保護板可能是一個不錯的選擇。而如果需要更高級的電池管理策略,對靈活性和升級能力有更高要求,那么軟件BMS板可能更為合適。 電動自行車BMS電池管理系統(tǒng)BMS系統(tǒng)保護板在防止過充、過放、短路等問題方面發(fā)揮著重要作用,降低電池損壞起火幾率,保護人財物安全。
BMS保護板的SOX算法估算方法。SOX包括SOC、SOE和SOP。SOC估計方法傳統(tǒng)方法:安時積分法、開路電壓法基于電池模型的方法:卡爾曼濾波法、粒子濾波算法神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法:神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法。SOP算法:根據(jù)電池的SOC和溫度,查表確定持續(xù)充放電最大功率瞬時充放電最大功率。電芯的去極化速度,決定當(dāng)前最大功率使用的頻率。當(dāng)SEI膜表面的Li離子堆積速度大于負極的吸收速度時候,就會發(fā)生電壓下降,最大功率無法維持。因此,SOP的計算難點是峰值功率與持續(xù)功率如何過度?SOH算法:兩點法計算SOH根據(jù)OCV-SOC曲線確定兩個準確的SOC值,并安時累積計算這兩個SOC之間的累積充入或放出電量,然后計算出電池的容量,從而得到SOH。算法有一定難度,需要大量的數(shù)據(jù)和模型,才能比較準確的估算,這里只做簡要介紹。
電池保護板的自身參數(shù),比如自耗電分為工作自耗電和靜態(tài)(睡眠)自耗電,保護板自耗電的電流一般是ua級別。工作自耗電電流較大,主要為保護芯片、mos驅(qū)動等消耗。保護板的自耗電太大會過多消耗電池電量,如果長時間擱置的電池,保護板自耗電可能導(dǎo)致電池虧電。自耗電和內(nèi)阻等,他們不起保護作用,但是對電池的性能是有影響的。保護板的主回路內(nèi)阻也是一個很重要的參數(shù),保護板的主回路內(nèi)阻主要來源于pcb板上鋪設(shè)阻值,mos的阻值(主要)和分流電阻的阻值。在保護板進行充放電時,特別是mos部分,會產(chǎn)生大量的熱,因此一般保護板的mos上都需要貼一大塊的鋁片用于導(dǎo)熱和散熱。除了這些基本功能以外,為了使用不同的應(yīng)用場景個需求,保護板還有各種各樣的附加功能(如均衡),特別是帶軟件的保護板,功能更是異常豐富,比如藍牙、wifi、GPS、串口、CAN等應(yīng)有盡有,再高階一點,就成了電池管理系統(tǒng)了(BMS)。 BMS保護板分為分口與同口保護板。
嵌入式處理器是嵌入式系統(tǒng)的關(guān)鍵,是控制、輔助系統(tǒng)運行的硬件單元。嵌入式處理器可以分為嵌入式微處理器(MPU)、嵌入式微控制器(MCU)、嵌入式DSP 處理器(EDSP)及嵌入式片上系統(tǒng)(SoC)。電池管理芯片通常以SoC的形式,直接在片內(nèi)處理器中嵌入軟件代碼,通過軟硬件無縫結(jié)合,靈活實現(xiàn)對電池狀態(tài)的監(jiān)測、計量、控制、通訊等功能,把過去許多需要系統(tǒng)設(shè)計解決的問題集中在芯片設(shè)計中解決,從而簡化系統(tǒng)設(shè)計,提高集成度,降低系統(tǒng)功耗,提高可靠性。電池管理系統(tǒng)(BMS)的主要職責(zé)包括監(jiān)控、保護和優(yōu)化電池性能。高科技BMS保護方案
通過平衡管理,BMS系統(tǒng)保護板能夠確保電池組內(nèi)各節(jié)電池的壓差不大,從而提高整個電池組的充放電性能。如何BMS電池管理系統(tǒng)云平臺設(shè)計
BMS保護板分為分口與同口保護板。保護板為了現(xiàn)實保護電池的功能,必須要能夠主動切斷電池主回路。因此,在電池包內(nèi)部,電池的主回路是要經(jīng)過保護板的。為了對充電和放電都能進行控制,保護板必須具有兩個開關(guān),分別控制充電和放電回路(姑且這么理解)。在同口保護板中,這兩個開關(guān)串在一條線上,接到電池包外部,充電和放電都經(jīng)過此線。而在分口保護板中,電池分出兩根線,分別接充電開關(guān)和放電開關(guān),再接到電池外部。之所以會出現(xiàn)同口和分口保護板,是為了降低成本:一般電動車鋰電池包的充電電流要比放電電流小,如果兩個開關(guān)串到一條線上,那么兩個開關(guān)就得照著大的買。而分口的話,充電電流小,就可以用一個更小的開關(guān)。這里說的開關(guān),其實就是MOSFET,是鋰電保護板的主要成本,而且國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品技術(shù)受限,重點部件需要進口。如何BMS電池管理系統(tǒng)云平臺設(shè)計